基础医学核心实践与创新研究（基础医学“101计划”核心教材）

本教材是在教育部基础学科系列“101计划”统一规划下，由来自上海交通大学、四川大学、北京大学和西安交通大学等30余名专家教授通力合作，充分体现了我国基础医学实验教学体系3.0的改革理念。以基础医学理论与科学实践相结合为出发点，配合器官系统课程体系，重点培养学生规范的科学研究素养，强化系统思维和创新思维训练，提升学生综合素养。本教材包括基础医学科学研究基本素养、基于生命科学和医学核心理论的综合实验、基于器官系统理论的核心实验、基于前沿成果设计的模拟科学思维实验和创新研究实践五部分。主要面向医学院校基础医学专业、生物医学科学专业学生，同时可作为临床医学和预防医学专业学生的参考书。

主编简介 郭晓奎，上海交通大学特聘教授，国家级教学名师，全国教育科研先进工作者，全国优秀教师。现任Global Medical Education 杂志主编，致远学院医学方向主任，中国微生物学会医学微生物学免疫学专业委员会主任委员，教育部基础医学核心实践与创新研究虚拟教研室与生物医学科学专业虚拟教研室负责人，教育部基础医学类教指委专业建设工作组特聘专家、拔尖人才培养与实践教学工作组特聘专家。荣获全国教育科研成果特等奖 1 项，国家级教学成果一等奖 2项、二等奖 1 项，国家优秀教材一等奖 1 项，省市级教学成果奖 9 项、科技奖 8 项。 李昌龙，教授，博士研究生导师。先后任四川大学教务处副处长、华西基础医学与法医学院党委书记和院长。四川省教书育人名师，教育部高等学校基础医学类教学指导委员会委员，基础学科拔尖计划 2.0专家委员会委员，主编《生物化学》（科学出版社，第3 版），获得多项省级和国家级教学成果奖。主要从事肿瘤相关基因的表达调控与治疗等研究，先后承担国家自然科学基金等课题多项，于Molecular Therapy、STTT 等国内外期刊发表论文 50 余篇。

目录 绪论 001 第一节  实践学习 001 第二节  基础医学实践学习 003 第三节  创新性实践 004 第一篇 科学研究素养 第一章 医学文献检索 009   第一节  概述 009   第二节  文摘型检索数据库 012   第三节  全文获取 020   第四节  文献管理工具 022 第二章 学术规范与科研伦理 029   第一节  学术规范和科研伦理概述 030   第二节  学术规范和科研伦理的发展简史 031   第三节  学术不端的界定和案例分析 032   第四节  学术诚信和科研伦理的指导性文件 037 第五节  恪守学术诚信和科研伦理的原则 040 第三章 科学研究项目设计 042 第四章 科学研究记录 050   第一节  科学研究记录及其发展 050   第二节  科学研究记录的内容和存储 052   第三节  如何做科学研究记录 053 第五章 科学研究报告写作 058   第一节  科学研究报告的常见类型 058   第二节  科学研究报告的基本结构 061 第二篇 核心理论与技术 第六章 基于中心法则的核心实验 069   第一节  中心法则的提出、发展及应用 070   第二节    总 RNA 的提取、鉴定及逆转录综合实验 074 实验一 总 RNA 的提取及定量 074 实验二 RNA 的非变性琼脂糖凝胶电泳 076 实验三 逆转录获取 cDNA 079   第三节  尿嘧啶磷酸核糖转移酶原核表达载体的构建及鉴定综合实验 080 实验一 目的 DNA 片段的制备 082 实验二 质粒载体的选择和制备 085 实验三 重组载体的构建 088 实验四 转化大肠埃希菌并筛选阳性克隆 092 实验五 重组质粒的鉴定 094   第四节  尿嘧啶磷酸核糖转移酶重组蛋白的原核表达、纯化及活性测定综合性实验 097 实验一 UPRT 重组蛋白的原核表达 097 实验二 UPRT 重组蛋白的 Ni-NTA纯化 101 实验三 UPRT 表达量的测定与重组蛋白纯度分析 103 实验四 UPRT 重组蛋白的活性鉴定 109 实验五 UPRT 重组蛋白的分子筛纯化 111 实验六 UPRT 重组蛋白的晶体制备 115   第五节  尿嘧啶磷酸核糖转移酶在真核细胞 A549 中过表达及验证的综合性实验 118 实验一 重组 UPRT 真核表达质粒载体的构建 118 实验二 A549 细胞的复苏、传代、种板与冻存 121 实验三 重组 UPRT 真核表达质粒转染 A549 细胞 126 实验四 RT-qPCR 检测 UPRT 的表达水平 128 实验五 免疫组织化学检测 UPRT 的表达水平 131 第七章 基于科赫法则的核心实验 135   第一节  经典科赫法则及其修订与拓展 136   第二节  经典科赫法则的应用——肺炎链球菌引起的大叶性肺炎的病原学诊断 138   第三节  拓展科赫法则的应用——小鼠肝炎病毒感染检测 142 实验一 小鼠肝细胞用于分离培养小鼠肝炎病毒 143 实验二 小鼠肝炎病毒 MHV 感染小鼠 145 实验三 逆转录 PCR 检测小鼠肝炎病毒 146 实验四 实时荧光定量 PCR 检测病毒载量 148 实验五 酶联免疫吸附试验检测小鼠肝炎病毒 149 实验六 全基因组测序 151 实验七 转录组测序 152 实验八 基因敲除 MHV 刺突蛋白降低 MHV 致病性 154 第三篇 基于系统的核心实验 第八章 循环系统核心实验 159   第一节  急性心肌梗死小鼠模型的构建 161   第二节  血清肌酸激酶及其同工酶的测定 163   第三节  家兔急性右心衰竭造模及救治的病理生理学机制 167 第九章 呼吸系统核心实验 173   第一节  显微 CT 观测小鼠肺部肿瘤生长状况 175   第二节  肺癌细胞系增殖速率的测定 178   第三节  RT-PCR 方法检测肺癌细胞系中p53 基因的表达 180 实验一 细胞 RNA 的提取及鉴定 180 实验二 RT-PCR 检测 p53 基因的表达 183 第十章 运动系统核心实验 189   第一节  系谱分析（线上） 191   第二节  基因敲入突变小鼠表型分析 192 实验一 CT 能谱小动物活体成像 192 实验二 突变敲入小鼠骨组织形态学检测 194   第三节  基因敲入突变小鼠基因型鉴定 197   第四节  基因敲入突变小鼠相关基因表达分析 204 实验一 实时荧光定量 PCR 技术检测模型小鼠骨关节相关基因核酸水平表达 204 实验二 免疫共沉淀技术检测 FGF与 FGFR 相互作用 210 第十一章 消化系统核心实验 216   第一节  D- 半乳糖胺联合 LPS 诱导急性肝损伤模型及其对小鼠肝的损伤作用 218 实验一 D- 半乳糖胺联合 LPS 建立急性肝损伤模型 218 实验二 HE 染色检测 D- 半乳糖胺联合 LPS 对小鼠肝的损伤 220   第二节  D- 半乳糖胺联合 LPS 诱导急性肝损伤模型的肝功能检测 223 实验一 D-GalN/LPS 诱导急性肝损伤模型血清 GPT 的检测 223 实验二 D-GalN/LPS 诱导急性肝损伤模型血清胆红素的检测 226   第三节  D- 半乳糖胺联合 LPS 对小鼠消化系统的损伤机制 229 实验一 蛋白质印迹法检测肝损伤组织中信号分子磷酸化水平变化 229 实验二 免疫组织化学实验检测肝损伤组织中细胞凋亡标志物 c-Caspase3水平变化 232 实验三 TBARS 实验检测脂质过氧化物 MDA 水平变化 235 第十二章 泌尿系统核心实验 238   第一节  急性缺血性肾衰竭及泌尿功能检测 240   第二节  急性中毒性肾衰竭及肾功能检测 244   第三节  糖尿病性肾病模型及肾功能检测 246 第十三章 生殖系统核心实验 250   第一节  小鼠生殖系统解剖 252   第二节  男（雄）性生育力评估 257   第三节  小鼠辅助生殖实验 264 第十四章 内分泌系统核心实验 272   第一节  糖尿病小鼠模型的制备 273 实验一 实验性糖尿病小鼠模型的制备 273 实验二 四氧嘧啶糖尿病小鼠模型 275 实验三 链脲佐菌素糖尿病小鼠模型 275 实验四 肝葡萄糖激酶基因敲除小鼠（GK 小鼠）模型 276   第二节  蛋白质印迹法检测葡萄糖激酶的表达 276   第三节  实验性糖尿病小鼠模型的病理形态学变化观察分析 283 第十五章 神经系统核心实验 286   第一节  基于神经调节的基础核心实验 286 实验一 反射弧的分析及反射弧不完整或亢进对肌肉运动的影响 287 实验二 神经干复合动作电位引导、传导速度测定与不应期测定 289 实验三 神经干复合动作电位与骨骼肌收缩的关系 291 实验四 有机磷酸酯类中毒、解救及胆碱酯酶活性测定 293   第二节  TRPV1 受体的离体与在体拓展性实验 295 实验一 用于电生理实验的细胞培养和细胞转染 296 实验二 电生理膜片钳记录 298 实验三 角叉菜胶诱导炎症模型小鼠的热痛觉过敏测试 300   第三节  膜片钳技术探究动作电位产生机制虚拟仿真实验 301 第四篇 科研思维模拟 第十六章 先天免疫细胞及其祖细胞对冠状病毒感染的表观遗传记忆 311   第一节  核心科学概念 312   第二节  综合实验 315 实验一 COVID-19 后单核细胞中染色质可及性和持久表观遗传记忆的改变（bulk ATAC-seq） 315 实验二 重症 COVID-19 患者单核细胞基因表达的持久变化 317 实验三 重症 COVID-19 后 HSPC 中持久的染色质可及性特征 319 实验四 重症 COVID-19 后 HSPC 中基因表达的持久变化 321 实验五 HSPC 和单核细胞之间共享COVID-19 后表观遗传特征和 TF 程序 323 第十七章 操控细菌信号捕杀肿瘤细胞 326   第一节  核心科学概念 328   第二节  操控细菌信号捕杀肿瘤细胞综合实验 329 实验一 AHL 群体感应信号依赖的同步裂解与效应蛋白合成菌株构建 329 实验二 AHL 群体感应信号分子检测 336 实验三 AHL 依赖的同步裂解与效应蛋白合成菌株 GFP 周期性表达观测与分析 338 实验四 LDH 细胞毒性测试 340 第五篇 创新研究 第十八章 基础医学创新研究 347   第一节  基础医学创新研究概述 347   第二节  基于生物大分子的基础医学创新研究 351   第三节  基于组学和大数据的基础医学创新研究 359 第十九章 创新研究导引 365   第一节  创新研究概述 365   第二节  创新研究导引范例 368 主要参考文献 373 中英文专业词汇索引 375